[발송배전기술사] 수차의 종류 및 비속도, 수력발전소의 출력!

다음은 발송배전기술사 발전공학 문제 중 수차의 종류 및 비속도, 수력발전소의 출력풀이입니다.

수차의 종류, 비속도 및 사용한계, 수력발전소의 최대출력, 상시첨두출력, 상시출력의 정의, 화력발전소의 출력 순으로 서술하겠습니다.

[문제] 수력발전소와 화력발전소를 전력계통에 병행운전하여 평균전력 80[MW], 부하율 75[%]의 부하(발전단 환산)를 공급하고 있다. 아래 사항에 대해 설명하시오. (단, 수력발전소 제원은 최대출력 100[MW], 상시 첨두출력 70[MW], 상시출력 50[MW], 유효낙차 85[m]이다.) (제93회 1교시)

     1) 수력발전기에서 채택할 수차종류와 비속도(특유속도) 및 사용한계

     2) 수력발전소 최대출력, 상시 첨두출력, 상시출력의 정의

     3) 화력발전소의 출력은 몇 [MW]인가?

[답]

1. 수차종류와 비속도 및 사용한계

  1) 수차의 종류 선정 

     · 프란시스 수차 선정(∵ 유효낙차 : 50~530[m])

   2) 비속도 및 사용한계

     · $N_{s}  \leq  \frac{20,000}{H+20}+30$ ,            60~350[m·kW]

 

2. 수력발전소 최대출력, 상시첨두출력, 상시출력의 정의

  1) 수력발전소 최대출력의 정의

     · 최대출력 $=9.8 Q_{m}  H \eta  [kW]$

        · $Q_m[{m ^{3}/s }]$ : 최대사용수량, 보통은 갈수량의 2~3배         

  2) 상시첨두출력의 정의

     (1) 1년 중 355일 이상, 매일 일정 시간(4시간 이상)에 한해 발생할 수 있는 출력이다.

     (2) 첨두시의 4시간 동안은 조정지에 의해 출력을 증가시킨다.(첨두 시 이외의 시간에는 상시출력이하로 출력하고

           있다.)

  3) 상시출력의 정의

     (1) 1년 중 355일 이상 발생할 수 있는 유입식발전소(저수지나 조정지를 갖고 있지 않고 자연유량만으로 발전하는

          발전소)를 기준으로 해서 갈수량을 사용할 경우의 출력이다.

     (2) 상시출력$=9.8 Q H \eta  [kW]$

        · $Q[{m ^{3}/s }]$ : 갈수량

 

3. 화력 발전소 출력

  1) 부하율$= \frac{평균전력}{최대전력}$   →   최대전력$= \frac{평균전력}{부하율}$

      ∴ 최대전력$= \frac{80[MW]}{0.75}=106.7[MW]$

  2) 따라서, 화력발전소 출력$= 106.7-50=56.7[MW]$

  3) 결론

    · 화력발전소의 출력은 $56.7[MW]$ 이다.

 

※ $N P^{ \frac{1}{2} }  = N_{s}  H^{ \frac{5}{4} }$

    · N[rpm] : 수차의 정격 회전속도

    · P[kW] : 유효낙차 H[m]에서의 수차의 정격출력

    · $N_{s}$ [m·kW] : 수차의 비속도

    · H[m] : 유효낙차

 

 

오늘은 발송배전기술사 발전공학 문제로 나올 법한 수차의 종류 및 비속도, 수력발전소의 출력을 산출해 보았습니다.